Dalam beberapa tahun terakhir, dengan pesatnya perkembangan teknologi LED dan keunggulannya yang tak tertandingi lampu LED , Lampu LED sebagai lampu generasi keempat setelah lampu pijar, lampu neon, lampu pelepasan gas intensitas tinggi (HID) telah banyak digunakan di bidang penerangan, lampu kecil hingga meja, senter, berbagai indikator kelistrikan, lampu sinyal, dll.
Sebesar pencahayaan dalam dan luar ruangan, lampu jalan tenaga surya , lampu hias , lampu dermaga , lampu konstruksi , lampu studio, lampu mobil, modul lampu latar LCD, dll. Pada awal tahun 2011, nilai global LED kecerahan tinggi telah mencapai $10,6 miliar.
(I) Bagaimana cara kerja lampu led
Chip LED menggunakan sambungan PN semikonduktor yang menyala, sambungan pn terdiri dari semikonduktor semikonduktor tipe-p dan tipe-n, sambungan PN yang dalam terbentuk di kedua sisi antarmukanya, sambungan pn dengan konduktivitas searah, ketika tegangan maju ditambahkan ke sambungan PN, sebagian besar pembawa area P dan N menyebar ke pihak lain, karena mobilitas elektron jauh lebih besar daripada mobilitas lubang.
Anda memiliki banyak elektron yang berdifusi ke wilayah P, dan Anda mendapat suntikan beberapa elektron ke wilayah P. Elektron-elektron ini bergabung dengan lubang-lubang pada pita valensi, dan ketika mereka bergabung, mereka memancarkan foton yang memancarkan cahaya, yang merupakan cara sambungan PN, atau LED, memancarkan cahaya.
(2) Karakteristik lampu LED
- Lampu LED digerakkan oleh catu daya DC, tegangan penggerak rendah, daya kecil, konsumsi daya lebih sedikit, hemat energi.
Karena bagian pemancar cahaya LED adalah chip sambungan PN semikonduktor, yang memiliki karakteristik lintasan pemandu tunggal dan intersepsi terbalik, lampu LED hanya dapat ditenagai oleh catu daya DC, dan tegangan penggeraknya sangat rendah. Tegangan penggerak manik tunggal adalah 3.2V-3.4V, dan dayanya sangat kecil. Arus tidak boleh melebihi 20m A.
LED berdaya tinggi sekarang umum digunakan dengan 1W dan 3W, dan masalah pembuangan panas perlu diselesaikan untuk LED berdaya tinggi, yang dapat diperoleh dengan mengintegrasikan beberapa chip. Metode yang umum digunakan untuk mendapatkan lampu kerja LED berdaya lebih tinggi adalah dengan menyambungkan LED multi-manik secara seri atau hibrid, sehingga Anda bisa mendapatkan lampu kerja LED berdaya sewenang-wenang.
Karena fitur-fitur ini, lampu LED mengkonsumsi daya yang sangat sedikit. Mengambil konsumsi daya lampu jalan sebagai contoh, lampu natrium tekanan tinggi, lampu jalan LED, dan lampu jalan LED tenaga surya dibandingkan.
Jika pasokan listrik harian adalah 10 jam, di antaranya lampu jalan tenaga surya adalah 2 jam ditambah 8 jam energi surya, maka konsumsi daya tahunan ketiga lampu tersebut masing-masing adalah 54750KW/jam, 21900KW/jam, dan 4380KW/jam. Konsumsi listrik tahunan LED hanya sekitar 40% dari konsumsi listrik lampu natrium tekanan tinggi, dan konsumsi listrik tahunan lampu jalan LED tenaga surya hanya sekitar 8% dari konsumsi lampu natrium tekanan tinggi.
Sebaliknya, menggunakan lampu jalan sebagai lampu jalan akan sangat menghemat listrik dan menghemat tagihan listrik. Sekarang lampu jalan LED skala besar berdaya tinggi dan sistem lampu jalan LED tenaga surya telah mulai digunakan di negara kita.
- LED manik tunggal memiliki ukuran kecil, masa pakai yang lama, dan dapat mewujudkan pencahayaan cerdas.
Ukuran LED kecil, kemasan resin bukan kaca, tidak mudah rusak, fleksibel dan nyaman digunakan, umur laboratorium lampu LED hingga 100000 jam, penggunaan normal hingga 5000000 jam di atas, dan selama dalam kisaran arus pengenal, sering beralih catu daya atau melalui sistem kontrol untuk menyesuaikan arus, tidak berdampak pada masa pakai LED.
Karena arus kerja sumber cahaya LED dapat dikontrol, maka melalui desain rangkaian, kecerahan lampu yang dibuat juga dapat dikontrol, dapat mewujudkan kontrol pencahayaan cerdas, sesuai dengan karakteristik di atas dapat dibuat menjadi berbagai lampu hias LED, pola dinamis, dll. Untuk lampu dok LED, sesuai dengan kecerahan berbeda yang diperlukan pada waktu berbeda dalam kondisi kerja, dapat diatur untuk menyesuaikan kecerahan pada waktu berbeda, yang tidak hanya dapat menghemat energi lebih baik, tetapi juga tidak mempengaruhi masa pakainya.
Dibandingkan dengan lampu kerja lainnya, sangat mengurangi tingkat penggantian, mengurangi biaya perawatan dan kemudahan pemasangan dan pemeliharaan.
- Tidak ada kedipan, tidak ada sinar ultraviolet, radiasi panas sangat rendah, tidak membahayakan mata manusia.
Lampu LED digunakan untuk penerangan dalam ruangan dan tempat kerja dan belajar, yang dapat melindungi mata. Lampu LED monokrom, directivity kuat, respon cepat, sangat cocok untuk lampu kerja, lampu mobil, lampu dok, lampu panggung dan sebagainya.
(3) Penerapan lampu LED
Karena keunggulan lampu LED yang tak tertandingi, lampu kerja LED berkembang dengan sangat cepat dan secara bertahap menggantikan lampu kerja lainnya.
Kini lampu kerja LED telah banyak digunakan di berbagai bidang penerangan kerja. Karena ukurannya yang kecil dan penerapannya yang fleksibel, LED dapat disusun menjadi berbagai bentuk dan dikendalikan oleh program komputer, sehingga dapat menampilkan pola statis dan dinamis seperti teks, gambar, animasi, film dan televisi.
Pada upacara pembukaan Olimpiade Beijing 2008, lampu LED menunjukkan pesona dan keunggulannya yang tiada habisnya. LED banyak digunakan dalam tampilan publik, seperti berbagai lampu sinyal, pencahayaan lanskap, kecantikan jalan persegi, kecantikan hiburan publik, pencahayaan efek panggung, pencahayaan gedung, dll.
Dalam layar kristal cair, LED digunakan sebagai lampu latar untuk tampilan layar seperti komputer, televisi, dan ponsel. Di jalan lalu lintas, LED telah digunakan untuk penerangan jalan hemat energi yang terkendali, penerangan terowongan, penerangan jalan layang, lampu sinyal lalu lintas dan sebagainya.
Pada aspek lampu mobil, kini banyak lampu rem mobil, lampu posisi, lampu sein, lampu kabut belakang, lampu mundur dan lampu lainnya sudah mulai menggunakan sumber cahaya LED.
Sebagai lampu konstruksi , Dengan peningkatan berkelanjutan dari teknologi LED, masalah teknis terus diselesaikan, dan munculnya lampu LED berdaya tinggi secara terus-menerus, LED dalam penerangan dalam ruangan, lampu otomotif, studio, lampu penglihatan, dan bidang penerapan lainnya akan menjadi lebih populer.
(4) Beberapa masalah teknis yang dihadapi lampu LED
- Teknologi LED berdaya tinggi.
LED memiliki hambatan kinerja dan masalah pembuangan panas seperti kerusakan pelepasan elektrostatik dan koefisien ekspansi termal, sehingga dayanya tidak terlalu besar dan kecerahannya rendah.
Saat ini, chip LED berdaya tinggi yang umum digunakan dengan kinerja yang relatif stabil adalah 1W dan 3W. Daya LED dapat ditingkatkan dengan chip terintegrasi, namun teknologi saat ini belum matang, terutama perlu menyelesaikan masalah pembuangan panas, juga dapat mencapai lampu LED berdaya tinggi melalui seri LED multi-manik, paralel atau hibrida.
Dua yang terakhir kurang efisien dan kurang digunakan. Seri LED multi-manik adalah aplikasi utama lampu LED di bidang pencahayaan.
Namun seri manik tunggal memiliki kelemahan. Jika satu manik rusak, seluruh rute diblokir. Hal ini merupakan hambatan besar yang membatasi penerapan lampu LED berdaya tinggi di bidang penerangan.
Untuk meningkatkan daya lampu LED, salah satunya adalah meningkatkan daya dari chip, dan yang lainnya adalah mengoptimalkan desain sirkuit untuk meningkatkan daya.
- Teknologi pembuangan panas
Suhu merupakan faktor penting yang mempengaruhi LED, kenaikan suhu akan mempercepat redaman cahaya LED, dan suhu pada node chip secara langsung mempengaruhi masa pakai LED, sehingga kapasitas LED dan pembuangan panas dibatasi oleh kekuatan daya LED.
Panas di dalam LED dihasilkan saat chip LED dan papan sirkuit tercetak bekerja. Untuk LED berdaya rendah, panas dapat dihilangkan melalui konduksi dan konveksi alami, tetapi untuk LED berdaya tinggi, berbagai pembuangan panas perlu dipertimbangkan.
Dalam desain pembuangan panas, pembuangan panas paket LED, papan sirkuit, dan penambahan komponen pembuangan panas biasanya dipertimbangkan. Dengan enkapsulasi silikon konduktivitas termal yang baik, papan sirkuit tercetak dengan lapisan isolasi termal, dasar logam, dll. Untuk daya tinggi Lampu dok LED , untuk mengatasi masalah pembuangan panas, selain struktur pembuangan panas yang baik dari LED itu sendiri, cangkang lampu dok harus digunakan sebagai saluran pembuangan panas.
Cangkang dirancang sebagai permukaan pembuangan panas di atas samping dan sirip pembuangan panas untuk memfasilitasi konveksi udara, atau cangkang dirancang sebagai pembuangan panas konveksi tipe lubang udara, pendingin udara berbantuan kipas dan pendingin air kapiler dan cara lainnya masih dalam tahap pengujian, lampu kabut depan LED mobil, lampu depan dan lampu lainnya dalam desain papan sirkuit aluminium, braket, dll., untuk mempercepat pembuangan panas.
Dalam desain struktur lampu LED, beberapa orang mengedepankan pembuangan panas radiator pipa panas pada lampu. Untuk meningkatkan efek pembuangan panas, banyak faktor yang perlu dipertimbangkan dalam desain lampu, seperti penataan dan penataan radiator badan lampu dengan mempertimbangkan jarak, arah, perlakuan permukaan, dll., pada cangkang logam lampu dan lentera, lapisan pembuangan panas.
Saat ini, pengembangan industri LED berfokus pada produk berdaya tinggi, kecerahan tinggi, berukuran kecil, menggunakan belenggu pembuangan panas keramik sebagai cara pembuangan panas butiran LED.
